[发明专利]湿度传感器，包括该传感器的无线设备，以及制造和使用方法

说明书

本发明公开了一种包括湿度传感器的标签或智能标签及其制造和使用方法。标签或智能标签包括基底或背板，其上具有电池或天线，湿度传感器，和集成电路。该集成电路与所述湿度传感器和所述天线或电池进行电通信，并且被配置为处理来自湿度传感器与被监测环境的湿度水平或值对应的信号，并提供或生成表示湿度水平/值的信号。所述湿度传感器包括以预定距离间隔的第一和第二电极，湿度敏感材料，其具有作为随湿度/值变化的函数的一个或多个电、机械或化学特性，以及覆盖所述湿度敏感材料的水和/或湿度可透性膜。

本申请要求了美国临时专利申请优先权，其申请号62/201,789，提交于2015年8月6日，通过参考其全部内容，包含在此申请中。

技术领域

本申请是关于无线通信和具有集成传感器的无线设备领域。更具体地，本发明的实施例是关于具有湿度传感器的射频（RF和/或RFID）、近场通信（NFC）、高频（HF）和超高频（UHF）标签和设备，以及其制造和使用方法。

背景技术

通常市场上的湿度传感器可以是体积较大的装置。聚合物薄膜如聚乙烯醇（PVA）或聚乙烯吡咯烷酮（PVP）是已知的湿度敏感层，其是可打印的。然而，这些聚合物通常使用无线设备中的低电压电源测量湿度是不够灵敏的。聚电解质例如聚苯乙烯磺酸（PSSA），聚氧化乙烯或聚苯胺也是已知的湿度敏感材料，但他们不溶于典型的溶液。

已经研发了以水溶性聚合物为模板聚合苯胺的技术用于获得水溶性苯胺共聚物。然而，该共聚物能够对共聚物对水或湿度的敏感产生不利影响。

本“背景技术”部分仅用于提供背景信息。本“背景技术”部分中的陈述不是对本“背景技术”部分中公开的主题构成本公开的现有技术的承认，且本“背景技术”部分中的任何部分都不应视为承认本申请的任何部分（包括本“背景技术”部分）构成本公开的现有技术。

发明内容

本发明关于具有湿度传感器的射频（RF和/或RFID）、近场通信（NFC）、高频（HF）和超高频（UHF）标签和设备，以及其制造和使用方法。

一方面，本发明关于标签或智能标签，包括基底或背板，在其上具有电池或天线，所述电池或天线提供电源给所述标签或智能标签的其他部件，湿度传感器，其直接或间接位于所述基底或背板上，和集成电路，其直接或间接位于基底或背板上并电连接于湿度传感器和天线或电池。在典型的实施例中，所述湿度传感器包括（i）第一和第二电极，其隔开预定的距离，（ii）湿度敏感材料，其具有一或多个电、物理或化学属性使其作为所述标签或智能标签所在环境的湿度水平或值的函数而发生变化，和（iii）水和/或湿度可透性膜，其覆盖所述湿度敏感材料。所述集成电路通常设置用于（i）处理来自所述湿度传感器第一信号，其包括的数据或信息与所在环境的湿度水平或值相对应，和（ii）提供或产生第二信号，其表示所在环境的湿度水平或值。

在一些实施例中，本发明的标签或智能标签可以还包括若干个迹线，其在不同组的端子电连接背板上的各个部件至所述集成电路。例如，一些迹线可以在第一组端子电连接电池或天线至所述集成电路。此外，其他迹线可以电连接所述湿度传感器至与第一组端子不同的所述集成电路的第二组端子的一个端子。

所述基底或背板可以包括或作为气体阻挡层，和可以包括或由食品、药物或烟草相适的聚合物组成。在一些实施例中，所述基底或背板包括或由在其上具有扩散阻挡层的柔性金属箔，和位于所述扩散阻挡层上的与食品、药物或烟草相适的氧化物层组成。

在一些实施例中，第一和第二电极是相互交叉的，且所述湿度传感器具有电阻率，该电阻率随着所在环境的湿度水平或值增加或减小而增加或减小。在另一些实施例中，第一和第二电极是片状的，且所述湿度传感器具有电容，该电容随着所在环境的湿度水平或值增加或减小而增加或减小。所述湿度传感器可以还包括具有栅极或基极的晶体管，其包括具有电导或电阻率的材料，该电导或电阻率随着所在环境的湿度水平或值增加或减小而增加或减小。